Файл: Департамент образования и науки города Москвы Государственное автономное образовательное учреждение высшего образования города Москвы.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 15
Скачиваний: 2
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Департамент образования и науки города Москвы
Государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования города Москвы
«Московский городской педагогический университет»
Институт цифрового образования
Кафедра математики
ОТЧЁТ ПО ПРОЕКТНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ
Валяева Александра Александровна
Группа: МФ-211
Направление подготовки/специальность: 44.03.05. Педагогическое образование (с двумя профилями подготовки)
Направленность (профиль) образовательной программы: Математика и физика (очная форма обучения)
Руководитель:
кандидат философских наук, доцент департамента математики и физики, Макеев С. Н.
Москва
2022–2023
Теоретическая часть
Цель: Усиление профессиональной направленности, качественное улучшение практической подготовки бакалавров к учебной и проектной деятельности в школе по предметным областям «Математика» и «Физика».
Задачи:
– закрепить знания в области методики и технологии обучения, проектной деятельности школьников;
– сформировать умения и навыки, полученные при изучении цикла дисциплин предметной и методической подготовки;
– привить навыки анализа и обобщения передового педагогического опыта, использования его в самостоятельной педагогической деятельности.
Лабораторная работа №1
Основные моменты:
Задание 1. Определение коэффициента вязкости жидкости
1. Запишите значения ρ 1 = ..., ρ 2 = ..., t°=…°C и h=...м согласно пунктам 1, 2, 3 порядка выполнения работы.
2. Выполните пункты 4, 5 порядка выполнения работы для 5–7 шариков. Результаты всех измерений занесите в табл. 1.
3. Рассчитайте среднее значение коэффициента вязкости жидкости:
( (13)4. Рассчитайте среднеквадратичную погрешность определения <η>:
(14)5. Окончательный результат представьте в виде: η= <η> ±S<η>.
6. Используя формулу (4) определите число Рейнольдса.
Задание 2. Определение коэффициента вязкости жидкости из зависимости времени падения шарика t от 1/r2
Представим (12) в виде уравнения прямой линии y=A+Bx:
(15), где 
(16)1. Запишите значения ρ 1 = ..., ρ 2 = ..., t°=…°C и h= ...м согласно пунктам 1, 2, 3 порядка выполнения работы.
2. Выполните пункты 4, 5 порядка выполнения работы для 5 – 7 шариков. Результаты измерений занесите в табл. 2.
3. Постройте график зависимости t от 1/r2. Покажите этот график преподавателю и дальнейшую обработку проведите по его указанию.
А. Графический метод
1. Из графика определите угловой коэффициент B.
2. По найденному значению B из (16) рассчитайте среднее значение коэффициента вязкости жидкости
Трудности с установкой:
1. Точность измерений. Метод Стокса основан на точном измерении конечной скорости шара, падающего в жидкость. Даже незначительные ошибки в измерении диаметра сферы, пройденного расстояния или затраченного времени могут существенно повлиять на результаты.
2. Загрязнение. Загрязнение тестируемой жидкости может повлиять на ее вязкость, что приведет к неточным результатам. Возможно, потребуется принять меры предосторожности для предотвращения загрязнения пылью или другими источниками.
3. Контроль температуры. Вязкость сильно зависит от температуры, поэтому очень важно поддерживать постоянную температуру на протяжении всего эксперимента. Невыполнение этого требования может привести к неточным результатам.
4. Ограничения по оборудованию: Используемое лабораторное оборудование должно быть способно обнаруживать очень небольшие изменения скорости, связанные с методом Стокса. Если оборудование недостаточно чувствительно, эксперимент может не дать надежных результатов.
5. Выбор образца. Точность полученных результатов во многом зависит от тестируемого образца. Образец должен быть репрезентативным для тестируемой жидкости, чтобы обеспечить точные результаты.
Рекомендации по установке:
1. Используйте высокоточные весы для точного измерения плотности жидкости.
2. Используйте высококачественный микроскоп для точного наблюдения и измерения диаметра сферических частиц.
3. Используйте чистый и хорошо откалиброванный вискозиметр, чтобы обеспечить точное измерение коэффициента вязкости.
4. Поддерживайте постоянную температуру жидкости на протяжении всего эксперимента, чтобы избежать изменения вязкости.
5. Убедитесь, что частицы равномерно распределены в жидкости, чтобы получить точные результаты.
6. Повторите эксперимент несколько раз, чтобы убедиться в точности измеренных значений.
7. Используйте статистический анализ для определения неопределенности и точности результатов.
8. Убедитесь, что все используемое оборудование надлежащим образом очищается и обслуживается во избежание загрязнения пробы или ошибок в измерениях.
Лабораторная работа №2
Основные моменты:
Задание 1. Определение скорости звука в воздухе
Метод 1
1. Установите частоту около 1,5кГц, поворотом ручек регулировки частоты и нажать кнопку включения динамика
2. Плавно двигая стержень с микрофоном, на вольтметре добейтесь максимального увеличения амплитуды стрелки, чтобы будет свидетельствовать о достижении резонансной частоты;
3. Зарегистрируйте значение частоты генератора и расстояние, на которых наблюдается увеличение амплитуды;
4. Плавно увеличивая частоту максимально до 5кГц, повторите измерения;
5. Полученные последовательно значения и заносим в таблицу;
6. Для всех пар соседних по возрастанию частот определите среднее значение разностей
7. Определяем скорость звука в исследованном диапазоне частот
Метод 2
1. Включить установку и осциллограф в сеть и дать им прогреться 5 - 10 мин.
2. Ручку регулировки чувствительности вертикального усилителя осциллографа установить в положение 2 V/дел.
3. Ручками регулировки частоты «грубо» и «плавно» установить частоту генератора приблизительно 1500 Гц. При этом на экране осциллографа должна появиться фигура Лиссажу в виде эллипса. Ручкой «Чувствительность» установить достаточный для наблюдения размер эллипса.
Для включения режима «XY» (для просмотра фигур Лиссажу) сначала необходимо нажать кнопку «Display» на осциллографе, а затем кнопкой «Н3» (под экраном) включить режим «ХУ».
Важно. Т.к. в реальной работе много помех, то вид фигуры Лиссажу может отличаться от идеального вида.
Кроме фигуры Лиссажу, можно смотреть два сигнала и сравнивать их по фазе, выключив режим «XY».
4. Плавно перемещая микрофон относительно источника звука отметить по измерительной шкале положения, при которых сигналы генератора и приёмника совпадают по фазе. При этом эллипс фигуры Лиссажу вырождается в отрезок, расположенный в первом и третьем квадранте. Расстояние между источником и приёмником звука при этом равно длине волны звука в воздухе.
5. Рассчитать длину звуковой волны l как разность положений источника и приёмника звука по измерительной шкале (выразить в метрах).
6. Рассчитываем значение скорости звука в воздухе.
7. Ручкой «плавно» изменить частоту генератора приблизительно на 100 - 150 Гц.
8. Определить среднее значение скорости звука в воздухе и абсолютную погрешность измерений.
9. Оформляем все в таблице.
Задание 2. Определение скорости звука в металлическом стержне
1. Установить стальной стержень в держатель.
Важно. Для установки стержня предварительно нужно ослабить два специальных винта, с одной стороны, затем вставить металлический стержень в держатели и затянуть винты. Обязательно проконтролировать, чтобы металлический стержень плотно был прижат с обеих сторон.
2. Тумблер переключения рода работы «металл/воздух», расположенный на задней панели прибора, установить в положение «металл».
3. Ручками регулировки частоты «Грубо» и «Плавно» установить по индикатору частоту генератора приблизительно 3000 Гц.
4. Плавно увеличивая частоту генератора, можно добиться возникновения стоячей волны в стержне, что приведёт к резкому возрастанию размера эллипса на экране осциллографа. Ручкой «Рег. выхода» установить на экране осциллографа достаточный для наблюдения устойчивый сигнал в виде эллипса.
5. Изменяя частоту генератора ручкой «Плавно», добиться максимального размера окружности, т.e. необходимо зафиксировать самый первый резонанс.
6. Определить по индикатору частотомера частоту колебаний.
7. Повторить п.3- п.6 для алюминиевого и латунного стержней.
После завершения работы выключить питание устройства, нажав на кнопку «Сеты».
Трудности с лабораторной установкой:
1. Акустическая изоляция. Лаборатория должна быть построена таким образом, чтобы эффективно изолировать ее от внешнего шума и вибраций. Для этого могут потребоваться специальные строительные материалы и методы для предотвращения проникновения нежелательного звука в помещение.
2. Выбор оборудования. Выбор правильного оборудования для изучения звуковых волн имеет решающее значение для обеспечения точных и надежных измерений. Это может включать в себя выбор подходящих микрофонов, динамиков и других инструментов, а также обеспечение их надлежащей калибровки и технического обслуживания.
3. Анализ данных. Звуковые волны могут быть сложными и трудными для анализа, особенно в шумной среде. Исследователи должны быть квалифицированы в методах анализа данных и иметь доступ к соответствующим программным инструментам, чтобы разобраться в данных, которые они собирают.
4. Соображения безопасности. Работа со звуковыми волнами может быть опасной, особенно при большой громкости. Исследователи должны будут принять соответствующие меры предосторожности, чтобы защитить себя и других в лаборатории.
Рекомендаций для лабораторной установки:
1. Установите высококачественную звуковую систему. Хорошая звуковая система необходима лаборатории для воспроизведения точных и чистых звуковых волн. Поэтому важно инвестировать в высококачественную звуковую систему, способную воспроизводить широкий диапазон частот.
2. Используйте звуконепроницаемое помещение. Чтобы свести к минимуму внешние шумы, важно использовать для лаборатории звуконепроницаемое помещение. Это также поможет в создании контролируемой среды для проведения экспериментов.
3. Установите безвибрационный стол: безвибрационный стол необходим для проведения экспериментов, связанных со звуковыми волнами. Стол должен быть прочным и способным поглощать вибрации и предотвращать их влияние на результаты эксперимента.
4. Установите анализатор спектра. Анализатор спектра — полезный инструмент для измерения и анализа звуковых волн. Это может помочь в понимании свойств звуковых волн, таких как частота и амплитуда.
5. Используйте высококачественные микрофоны. Важно использовать высококачественные микрофоны для точных измерений звуковых волн. Микрофоны должны быть достаточно чувствительными, чтобы улавливать даже малейшие звуковые волны.